工程設計甲級證書190106-sj
工程勘察甲級證書190106-kj
廣州市流溪河大坳攔河壩
除險加固工程
初步設計報告
廣東省水利電力勘測設計研究院
2023年8月
批准：分管副院長：
核定：專案負責人：林彬
專業負責人：林彬陽武聶正茂梁思維楊聰輝梁芳陳美芳
主要設計人員：周立巨集田司南傅心鐸繆聖達陳豔平吳敏
分章校審人員名單
目錄大坳攔河壩是廣州市流溪河灌區的渠首樞紐工程，始建於2023年8月，工程位於流溪河中下游的從化市神崗境內，集雨面積1392km2。工程以灌溉為主，兼顧防洪、發電和供水。樞紐由攔河閘壩，左、右幹渠進水閘以及閘壩後電站組成，是廣州市重要水利工程。
原設計灌溉從化市、花都區和白雲區41.4萬畝農田，有效灌溉面積32.65萬畝，，是廣東省三大灌區之一。
攔河閘壩總寬237.4m，閘上設有交通橋和工作橋；設有37孔洩洪閘和船閘、筏道各一孔；除船閘改為溢流堰外，其餘37孔及筏道均為液壓啟閉垂直公升降平板鋼閘門；右6孔主要用於洩洪，左4孔為電站進水孔，其餘為調水及洩洪孔。
2023年6月中上旬，大坳攔河壩出現險情。漿砌石海漫消能防沖設施被沖壞，嚴重影響攔河壩閘室主體安全。經過向海漫、護坦塌方處持續回填石料、以鋼筋石籠構建臨時防沖籠等搶險措施，險情得到有效控制。
但為了避免險情再次出現，影響灌區供水，大坳攔河壩必須進行除險加固。
受廣州市流溪河灌區總管理處的委託，廣東省水利電力勘測設計研究院承擔廣州市流溪河大坳攔河壩除險加固工程的勘測設計任務。自2023年6月19日起開始啟動設計勘測工作，其間進行了多種方案的比較，分別對重建（橡膠壩、水閘）、除險加固等方案進行了技術、經濟上的分析比較，最終在7月25日確定除險加固為實施方案。詳見《廣州市水利局辦公會議記錄》。
根據從化和廣州兩氣象站的資料，流溪河流域多年平均降水量1823.6mm，每年4～9月為雨季，受熱雷雨影響的前汛期(4～6月) 佔年降雨量的49.8%，受熱帶風暴影響的後汛期(7～9月)佔年雨量的29.
4%。汛期降雨量佔全年的79.2%，形成豐、枯季節雨量不均的狀況。
流域多年平均氣溫約21.2℃，最高月平均氣溫29℃，最低月平均氣溫10.3℃，極端最高溫度38.7℃，出現在白雲區，極端最低溫度-7.0℃，出現在從化呂田。
流域多年平均蒸發量1100mm，多年平均相對濕度75～85%，月平均相對濕度變化在62%～93%之間。
根據大坳攔河壩近30年的觀測資料，統計出大坳攔河壩壩址以上日多年平均流量為49.7m3/s，多年平均日最大流量為68.7m3/s。
2023年廣東省水文局廣州分局編制了《流溪河中、下游設計洪水水面線複核成果》，對流溪河水庫、牛心嶺站及中下游河道中各控制斷面的設計洪水作了複核分析計算，廣州市水利局頒布使用該成果，本次設計洪水直接採用該成果，查得大坳攔河壩各頻率的設計洪水見下表1-1。
表1-1大坳攔河壩各頻率的設計洪水成果表
注：表中的資料為考慮流溪河水庫洩洪的成果。
根據施工工期的要求，本次計算施工期為10～12月、1～3月、10月～次年3月三個時段，頻率為20%和10%的施工期洪水流量，採用2023年10月～2023年4月29年大坳攔河壩的壩上實測流量系列進行頻率計算，分別統計各施工時段的經驗頻率和理論頻率流量，本設計採用經驗頻率流量值，5年一遇流量190～316m3/s。
大坳攔河壩自有觀測資料以來，2023年6月17日曾經出現過的最大流量為2011m3/s，因此大於2011m3/s的水位記錄沒有，只能通過水力學公式計算。閘下水位考慮下游河道變化較大，按河道斷面測量範圍（閘下2km）每50m乙個斷面，往上游推算水面線至壩下，相應得到壩下的水位流量關係曲線。同時以近30年實測水位流量關係及2023年、2023年更詳細的資料進行合理性檢查，最終確定閘下水位流量水位關係詳見2.
8章節，
受業主委託對廣州市大坳攔河壩加固工程進行勘察，由於本次工程的特殊性及緊迫性，要求一次性滿足初步設計階段所需要的勘察工作。於2023年6月30日開始進行野外地質勘察工作，採用了工程地質測繪、地質鑽探、野外原位測試和室內試驗等綜合地質勘察方法，完成鑽孔18個，總進尺538.35 m，於7月22日完成全部野外工作。
工程區位於從化市大坳村，區內地勢較為平坦，地面標高為21～25m，屬廣花盆地河谷沖積平原地貌。植被中等發育。
根據鑽孔揭露，地層大致可劃分為以下幾層：
① 砼：主要分布在現閘上游底板範圍內，堅硬，厚度0.1m～0.5m。
人工拋石：主要由堅硬花崗岩組成，密實，現閘上游底板靠近左岸處有分布，厚度約1.4m，現閘下游護坦、消力池、海漫處均有分布，厚度3.3m～6.8m。
人工填砂：灰褐色，溼，含少時卵石，稍密，只在個別鑽孔有揭露，厚度2.3m～4m。
人工填土：灰褐色，溼，呈粉質粘土狀，土質不均一，含少量砂，少量卵石，可塑，只在個別鑽孔有揭露，厚度0.7m～1.0m。
②-1 礫砂：飽和，稍密，級配一般，磨圓度較差，顆粒呈次稜角狀，含約5～20%卵石及10～30%圓礫，少量泥質。下游護坦、消力池、海漫處均有分布，現閘軸線處區域性缺失。
層頂標高15.00～22.28m，層底標高9.
50m～20.30m，層厚1.60～11.
10m。共做標貫試驗6次，擊數8～23擊，平均擊數15擊。
②-2 圓礫：飽和，稍密，級配一般，主要成分為石英、砂岩、石英砂巖，含約5～10%卵石，少量泥質。下游護坦、消力池、海漫處除靠近左岸缺失外，均有分布，現閘軸線處缺失。
層頂標高9.70m～17.80m，層底標高6.
90m～14.00m，層厚0.90～10.
80m。共做標貫試驗1次，擊數15擊。
②-3 卵石：飽和，稍密～中密，級配一般，磨圓度較好，主要成分為砂岩、石英砂巖，粒徑一般為1cm～5cm，最大粒徑8cm，含約20～30%礫砂或圓礫，底部多為泥質膠結。層頂標高8.
40m～20.65m，層底標高2.10m～18.
05m，層厚0.80～13.20m。
②-4 礫砂：黃褐色，飽和，級配一般，磨圓度較差，顆粒呈次稜角狀，含少量卵石，約佔5%，泥質膠結，中密。層頂標高6.
40m～15.70m，層底標高-2.30m～11.
80m，層厚0.80～18.00m。
共做標貫試驗1次，擊數28擊。
ⅴ 砂岩全風化土：棕紅色，呈粉質粘土狀，溼，風化均勻透徹，，區域性較多砂岩質小角礫和石英質砂粒，粘性較好，硬塑狀。層頂標高-3.
00m～11.18m，層底標高-20.30m～9.
48m，層厚1.60m～17.30m。
共做標貫試驗31次，一般擊數8～33擊，平均擊數18擊。
礫岩風化土：黃褐色，呈砂土狀，泥質膠結，含少量礫石，約佔10～20%，中密。分布不均勻，只在鑽孔zk6中有揭露。
花崗岩全風化土：棕紅色，呈砂土狀，稍密～中密，泥質膠結，沿見原岩結構。分布不均勻，只在左岸側有揭露。
層頂標高6.40m～11.81m，層底標高-7.
60m～1.40m，層厚5.00m～17.
20m。共做標貫試驗11次，一般擊數18～29擊，平均擊數24擊。
ⅳ 強風化砂岩：棕紅色，岩芯呈圓柱狀，岩質稍硬，rqd約為90%。只在鑽孔zk5、zk15、zk16、zk19有揭露。
強風化花崗岩：紅褐色，岩芯呈圓柱狀，區域性破碎，岩質稍硬，rqd=40～50%。只在鑽孔zk5有揭露。
ⅲ 弱風化礫岩：灰白色，岩芯呈圓柱狀，岩質較硬，裂隙不發育，區域性破碎，見石英岩脈，rqd=40～50%。個別鑽孔有夾層，為棕紅色粉質粘土，呈軟塑狀。
根據《中國**動引數區劃圖》（gb18306-2001），工程區**動峰值加速度為0.05g，**基本烈度為ⅵ度。
本工程區的砂層屬中等～強透水層，基坑開挖過程中，極易產生地下水的突湧和基坑管湧等不良現象，將對施工造成很大的困難。
2023年6月中上旬，大坳攔河壩出現險情。漿砌石海漫消能防沖設施被沖壞，嚴重影響攔河壩閘室主體安全。經過向海漫、護坦塌方處持續回填石料、以鋼筋石籠構建臨時防沖籠等搶險措施，險情得到有效控制。
根據《廣州市流溪河灌區大坳攔河閘壩安全評估報告》的結論，本工程是必要而迫切的。
1）閘壩下游河床不斷下切，原工程設計執行的前提條件發生了很大的變化，致使工程現在的消能設施，起不到應有的功效，這是工程出險的主要原因。
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